Question

甲烷为什么是气体

Answer 1

甲烷是一种可以燃烧的气体。甲烷是天然气、沼气等的主要成分，是一种清洁、高效的能源。在常温常压下，甲烷是气态，但在低温或高压下，它可以转化为液态或固态。甲烷的燃烧反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O甲烷燃烧时会产生大量的热能，因此被广泛用于加热和发电等领域。同时，甲烷也是化工生产的重要原料，用于生产合成氨、尿素、甲醛等产品。

Answer 2

甲烷分子中的碳原子是sp3杂化。

同一原子内由1个ns轨道和3个np轨道参与的杂化称为sp3杂化，所形成的4个杂化轨道称sp3杂化轨道。各含有1/4的s成分和3/4的p成分，杂化轨道间的夹角为109°28'，空间构型为正四面体。sp3轨道杂化是基于轨道杂化理论的一个重要分支，是一种比较常见的轨道杂化方式。

sp3杂化一般发生在分子形成过程中。杂化发生后原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道，使将要发生杂化的原子进入激发态；该层的s轨道与三个p轨道发生杂化。此过程中能量相近的s轨道和p轨道发生叠加，不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向，形成4个等价的sp3轨道。

甲烷的氧化反应

甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧，甲烷的耗氧量最高。点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。

说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。把甲烷气体收集在高玻璃筒内，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内，烛火立即熄灭，但瓶口有甲烷在燃烧发出淡蓝色的火焰。这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧，但不助燃。

以上内容参考：百度百科-甲烷